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gdb调试coredump(使用篇)

2021-01-22 10:36:14 作者：互联网

看到一个非常好的介绍coredump的文章,做个记录,

参考链接:

https://blog.csdn.net/sunxiaopengsun/article/details/72974548

什么是coredump

Coredump叫做核心转储，它是进程运行时在突然崩溃的那一刻的一个内存快照。操作系统在程序发生异常而异常在进程内部又没有被捕获的情况下，会把进程此刻内存、寄存器状态、运行堆栈等信息转储保存在一个文件里。

该文件也是二进制文件，可以使用gdb、elfdump、objdump或者windows下的windebug、solaris下的mdb进行打开分析里面的具体内容。

注：core是在半导体作为内存材料前的线圈，当时用线圈当做内存材料，线圈叫做core。用线圈做的内存叫做core memory。

ulimit

虽然我们知道进程在coredump的时候会产生core文件，但是有时候却发现进程虽然core了，但是我们却找不到core文件。

在Linux和Solaris下是需要进行设置的。

ulimit -c 可以设置core文件的大小，如果这个值为0.则不会产生core文件，这个值太小，则core文件也不会产生，因为core文件一般都比较大。

使用ulimit -c unlimited来设置无限大，则任意情况下都会产生core文件。

可以通过修改/etc/profile文件:来永久设置文件大小和文件名和存储位,在文件末尾添加:
ulimit -c unlimited
echo /data/coredump/core.%e.%p> /proc/sys/kernel/core_pattern

同时我们也可以通过ulimit修改栈区的size大小.默认是8M,当程序比较大时,就容易出现段错误.可以将其设置为200M

也是在文件末尾添加:ulimit -s 204800 重启开发板即可.

在嵌入式开发板调试过程.
gdb ./ctest
进入gdb环境后，敲

core-file /data/coredump/core.ctest.6408
敲bt命令，这是gdb查看back trace的命令

gdb 调试coredump的简单示例

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"

void dumpCrash()
{
    char *pStr = "test_content";
    free(pStr);
}
int main()
{
    dumpCrash();
    return 0;
}

如上代码，pStr指针指向的是字符串常量，字符串常量是保存在常量区的，free释放常量区的内存肯定会导致coredump。

首先把上面的代码拷贝到linux机器上，保存为dumpTest.c文件，gcc编译

gcc -o dumpTestdumpTest.c

运行dumpTest产生core文件

生成core文件

如上，运行dumpTest的时候进程coredump了，但是没有产生core文件

如截图所示，系统设置的core文件大小为0，此时即使产生了coredump，也不会产生core文件。

如截图所示，ulimit -c unlimited设置core文件大小后，产生了名字为core的core文件。

此时生成的core文件名称都是统一的”core”命名。

自定义core文件的文件名

上面的设置只是使能了core dump功能，缺省情况下，内核在coredump时所产生的core文件放在与该程序相同的目录中，并且文件名固定为core。很显然，如果有多个程序产生core文件，或者同一个程序多次崩溃，就会重复覆盖同一个core文件。

我们通过修改kernel的参数，可以指定内核所生成的coredump文件的文件名。例如，Easwy使用下面的命令使kernel生成名字为core_filename_time_pid格式的core dump文件：

echo /usr/core_log/core_%e_%t_%p > /proc/sys/kernel/core_pattern

echo后面内容最好不要带上引号，有的系统会把引号也带入，如下：

这样，系统是不识别该内容的，也就会导致程序coredump而不会生成core文件。

如上截图，通过设置core文件的名称以及路径，程序coredump的时候就会在指定路径按照指定的规则命名生成core文件。

可以在core_pattern模板中使用变量见下面的列表：

%%单个%字符

%p所dump进程的进程ID

%u所dump进程的实际用户ID

%g所dump进程的实际组ID

%s导致本次core dump的信号

%t core dump的时间 (由1970年1月1日计起的秒数)

%h主机名

%e程序文件名
设置永久保存

上面截图可以看到，我后面再次执行生成coredump文件的时候实际上又再次设置了ulimit-c unlimited的，因为中间机器重启了。上面的设置都只是临时的，重启之后就需要重新设置，如何设置永久生效呢？

打开/etc/security/limits.conf 文件，在该文件的最后加上两行

#下面是我的配置

@root soft core unlimited

@root hard core unlimited

配置好后，放回原目录，重启reboot。

命名规则的修改在/proc/sys/kernel/core_pattern中也只是临时的，这个也是动态加载和生成的。永久修改在/etc/sysctl.conf文件中，在该文件的最后加上两行：

kernel.core_pattern = /var/core_log/core_%e_%t_%p

kernel.core_uses_pid = 0

可以使用以下命令，使修改结果马上生效。
#sysctl –p

如上截图，当前生成的core文件命名按照上面定义的规则加上了程序名称、coredump时间，进程ID等信息，并放到了指定目录/var/core_log

gdb调试coredump初步尝试

gdb打开core文件的格式为

gdb程序名(包含路径) core*（core文件名和路径），如下截图

如上，gdb打开core文件时，有显示没有调试信息，因为之前编译的时候没有带上-g选项，没有调试信息是正常的，实际上它也不影响调试core文件。因为调试core文件时，符号信息都来自符号表，用不到调试信息。如下为加上调试信息的效果。

查看coredump时的堆栈

查看堆栈使用bt或者where命令

如上，在带上调试信息的情况下，我们实际上是可以看到core的地方和代码行的匹配位置。

但往往正常发布环境是不会带上调试信息的，因为调试信息通常会占用比较大的存储空间，一般都会在编译的时候把-g选项去掉。

没有调试信息的情况下找core的代码行

如上截图，没有调试信息的情况下，打开coredump堆栈，并不会直接显示core的代码行。

此时，frame addr(帧数)或者简写如上，f 1 跳转到core堆栈的第1帧。因为第0帧是libc的代码，已经不是我们自己代码了。

disassemble打开该帧函数的反汇编代码。

#1  0x080483ec in dumpCrash ()
(gdb) disassemble
Dump of assembler code for function dumpCrash:
   0x080483d4 <+0>:     push   %ebp
   0x080483d5 <+1>:     mov    %esp,%ebp
   0x080483d7 <+3>:     sub    $0x28,%esp
   0x080483da <+6>:     movl   $0x80484d0,-0xc(%ebp)
   0x080483e1 <+13>:    mov    -0xc(%ebp),%eax
   0x080483e4 <+16>:    mov    %eax,(%esp)
   0x080483e7 <+19>:    call   0x80482f0 <free@plt>
=> 0x080483ec <+24>:    leave
   0x080483ed <+25>:    ret
End of assembler dump.

如上箭头位置表示coredump时该函数调用所在的位置

如上截图，shell echo free@plt |C++filt 去掉函数的名词修饰

不过上面的free使用去掉名词修饰效果和之前还是一样的。但是我们可以推测到这里是在调用free函数。

如此，我们就能知道我们coredump的位置，从而进一步能推断出coredump的原因。

当然，现实环境中，coredump的场景肯定远比这个复杂，都是逻辑都是一样的，我们需要先找到coredump的位置，再结合代码以及core文件推测coredump的原因。

寻找this指针和虚指针

#include "stdio.h"
#include <iostream>
#include "stdlib.h"
using namespace std;
class base
{
public:
    base();
    virtual void test();
private:
    char *basePStr;
};
class dumpTest : public base
{
public:
    void test();
private:
    char *childPStr;
};
base::base()
{
    basePStr = "test_info";
}
void base::test()
{
    cout<<basePStr<<endl;
}
void dumpTest::test()
{
    cout<<"dumpTest"<<endl;
    delete childPStr;
}
void dumpCrash()
{
    char *pStr = "test_content";
    free(pStr);
}
int main()
{
    dumpTest dump;
    dump.test();
    return 0;
}

如上代码，实现了一个简单的基类和一个子类。在main函数里定义一个子类的实例化对象，并调用它的虚函数方法test，test里由于直接delete没有初始化的指针childPStr，肯定会造成coredump。本次我们就希望通过dump文件，找到子类dumpTest的this指针和虚函数指针。

和gcc一样，使用g++ -o DumpCppTest dumpTest.cpp编译cpp文件生成可执行程序。

./DumpCppTest 执行该程序，程序因为直接delete未初始化的指针，肯定会coredump。生成core文件如下

如上，使用gdb打开core文件，同时bt打开core的堆栈信息。

从堆栈可以看到，最后两帧为我们程序自己的函数，其他的都是libc的代码。

f 6 调到第6帧上，之后info frame查看堆栈寄存器信息。

如上截图所示，前一帧的栈寄存器地址是0xbf8cdb50，它的前一帧也就是main函数的位置，main函数里调用dump.test()的位置，那我们在这个地址上应该可以找到dump的this指针和它的虚指针，以及虚指针指向的虚函数表

如图所示，0xbf8cdb50地址指向的是前一帧保存dump信息的位置，0xbf8cdc14bf8cdb64就表示dump的this指针，而this指针指向的第一个8字节0x0804893008048958就表示虚指针，如上，通过x 0x0804893008048958看到_ZTV8dumpTest+8的内容。

shell echo_ZTV8dumpTest|c++filt 可以看到“vtable for dumpTest”的内容。这个就表示dumpTest的虚函数表。

从上面也可以看到，这个地址指向的是虚函数表+8的偏移位置，而这个位置0x000000000804876a 通过x 0x000000000804876a 可以看到，存储的内容就是

dumpTest::test() 函数。

这里也印证了，在继承关系里，基类的虚函数是在子类虚函数的前面。

如上，x 0x000000000804876a-4 就可以看到dumpTest的基类base的虚函数test的位置。

如上，在实际问题中，C++程序的很多coredump问题都是和指针相关的，很多segmentfault都是由于指针被误删或者访问空指针、或者越界等造成的，而这些都一般意味着正在访问的对象的this指针可能已经被破坏了，此时，我们通过去寻找函数对应的对象的this指针、虚指针能验证我们的推测。之后再结合代码寻找问题所在。

gdb 查看core进程的所有线程堆栈

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
using namespace std;
#define NUM_THREADS 5 //线程数
int count = 0;

void* say_hello( void *args )
{
    while(1)
    {
        sleep(1);
        cout<<"hello..."<<endl;
        if(NUM_THREADS ==  count)
        {
            char *pStr = "";
            delete pStr;
        }
    }
} //函数返回的是函数指针，便于后面作为参数
int main()
{
    pthread_t tids[NUM_THREADS]; //线程id
    for( int i = 0; i < NUM_THREADS; ++i )
    {
        count = i+1;
        int ret = pthread_create( &tids[i], NULL, say_hello,NULL); //参数：创建的线程id，线程参数，线程运行函数的起始地址，运行函数的参数
        if( ret != 0 ) //创建线程成功返回0
        {
            cout << "pthread_create error:error_code=" << ret << endl;
        }
    }
    pthread_exit( NULL ); //等待各个线程退出后，进程才结束，否则进程强制结束，线程处于未终止的状态
}

如上代码，简单示意C++多线程。

在linux下使用g++直接编译该cpp文件会报错，报错信息如下：